Первое подключение ардуино уно к компьютеру
Как подключить Ардуино (Arduino UNO, NANO…) к компьютеру (видео)
- Просмотров: 2633
- #Микроконтроллеры в машине
Если вы заинтересовались темой Ардуино, то явно уже наслышаны о ней. Видели как люди в интернете делают на этой базе всевозможные поделки. Вот и мне Ардуинка нужна для маленьких подделок, для машины или нужд гаража, хотя применение ее явно не ограничено лишь этим…
Так вот, как только вы получите с почты свою Ардуинку, то распечатав ее первым делом подумаете, а что теперь делать с этой платкой и радиодетальками на ней? И думы ваши вполне оправданы, ведь необработанное полено это всего лишь дрова, а если приложить время и труд, то это уже может стать произведением искусства.
Первым делом подключаем нашу Arduino к компьютеру, через обычный USB порт и кабель. Ну как через обычный. Кабель желательно взять получше и подключать его к портам максимально близким к материнской плате. Все это может избавить от глюков при работе с платформой Arduino, сэкономит вам время и силы. Что же мы видим? В диспетчере задач появилось новое неопознанное устройство, правда легче от этого нам не стало, Ардуино не определяется как надо и не работает как ему положено.
Все дело в том, что на компьютере нет драйвера, который работает с микросхемой Ch440 это порт для работы с микроконтроллером Атмега, на котором и собрана Ардуинка. Значит надо скачать этот драйве и поставить на компьютер.
Вот после этого стало немного легче, Ардуинка определяется теперь как Ch440, по крайней мере китайская. Осталось загрузить программа, которая будет обеспечивать заливку скетчей, то есть кода и возможность написания этого кода в ней. Это так называемая среда программирования.
Для Ардино, это среда Ардуино, такая тавтология, но кроме того факт! Эту программку можно скачать с официального сайта, она постоянно обновляется (arduino.cc). Именно там ее лучше всего качать, так как версии постоянно выходят новые, с поддержкой новых библиотек, и новыми примерами.
Вот, теперь тут всего то и осталось, как проверить порт подключения, плату что у вас куплена и прописана программно, а также попытаться залить скетч. Если все нормально, то выбираем пример и заливаем.
И тут же удивляемся, что все работает и как можно быстро изменить настройки работы без всякой пайки, кручения резисторов и тому подобного. А вот так подключаем светодиод по стандартному скетчу, если у вас его нет на плате.
... а теперь немного видео по теме.
Первое включение ардуино уно.
Подключение и программирование ардуино для начинающих В этом уроке мы установим программное обеспечение и запустим первую готовую программу для проверки.
Итак, вы приобрели Arduino Uno или любую другую совместимую плату, и нужно сделать следующий шаг - установить необходимое программное обеспечение.
Сначала небольшое отступление. Существует настоящая плата Arduino, сделанная в Италии. Но не стоит думать, что все остальные являются подделками. Разработчики Arduino выложили в открытый доступ все свои наработки и разрешили всем создавать свои платы по созданным схемам. Единственная просьба - не использовать само имя Arduino, поэтому можно встретить альтернативные названия, типа Freeduino, Genuino, Seeeduino, Adafruit 32UT, SparkFun Pro и прочее. Поэтому по поведению китайские платы ничем не отличаются от итальянской (хотя бывают небольшие различия).
Входить в мир Arduino можно двумя способами. Первый - вы не программист. В этом случае поначалу вы можете собирать схему по рисункам и запускать готовые примеры , которые идут в составе Arduino IDE или взятые из других источников.
Если желание создавать свои проекты не исчезнет, то потихоньку можете разбираться в коде. Они совсем не сложные в учебных примерах, хотя и написаны на C++. Второй случай - вы программист, но не разбираетесь в электронике. Аналогично, по картинкам собираете схемы из различных приборов и запускаете программу. Понимая, что делает код, вы можете что-то поменять или усложнить, пробуя различные варианты. Позже вы набьёте руку и освоите необходимый объём для электронщика, чтобы рассчитать количество нужных радиодеталей, уберечь плату от короткого замыкания и прочие вещи.
Установка программы и драйверов за несколько лет упростилась. Microsoft решила подружиться с Arduino и в версиях Windows 8/10 плата опознаётся без проблем. В Windows 7 нужно немного поработать ручками (описание в нижней части страницы).
Кроме самой платы Uno (или любой другой), нам понадобится USB-кабель типа A-B (у других плат могут быть другие кабели). У меня он шёл в комплекте с набором. Это стандартный кабель, который обычно прилагается к принтерам и другим устройствам, его можно купить в компьютерных магазинах.
Далее нужно скачать среду разработки, в которой мы будем писать код. Последнюю версию Arduino IDE можно скачать с этой страницы . Вам необходимо выбрать ссылку, соответствующую вашей операционной системе (например, Windows) и скачать архив (около 180 Мб).
После того, как вы скачаете zip-файл, разархивируйте его в любой удобной папке (желательно, чтобы в названии вашей папки не встречались русские символы). При желании можно скачать готовый установщик в виде exe-файла.
После разархивации файла у вас появится отдельная папка Arduino с номером версии с множеством файлов и подпапок.
Если вы успешно преодолели данный шаг, то переходим к следующему этапу - запускаем программу Arduino (arduino.exe). У вас появится окно разработки под Arduino. Сама программа написана на Java и я видел обсуждения, что иногда программа требует установить файлы исполнения Java. У меня они были изначально, так как на этом языке пишу программы для Android.
Когда я устанавливал на Windows 8/10, то проблем с драйвером не возникло и всё установилось автоматически.
При работе с некоторыми китайскими платами следует также установить драйвера, информацию о драйверах и установке ищите самостоятельно под свою плату.
Набираемся мужества и подключаем с помощью USB-кабеля плату с компьютером. На плате должна загореться зелёная светодиодная лампочка (помечена надписью ON ). Запускаем Arduino IDE и в меню Tools | Board выбираем свою плату. После этого выбираем порт Tools | Port . Обычно это COM3, COM4.
Следующий шаг - загрузить скетч (так называют программу в Arduino) в микроконтроллер. Сам скетч пустой и ничего не делает. Важно только убедиться, что он успешно загрузился. В нижней части IDE появится сообщение об успешной загрузке.
01.Basics: BareMinimum
Приступать к настоящей работе с платой страшновато, вдруг что-то сгорит. Поэтому пока отложим его в сторону от греха подальше и запустим Arduino IDE. Разработчики платы подготовили серию простых примеров, которые следует изучить, чтобы заложить фундамент для будущих проектов.
Найти их можно в меню File | Examples . В разделе 01.Basics находятся самые простые примеры. А самый примитивный из них - скетч BareMinimum . Вам даже не понадобится плата.
На языке Arduino проекты с листингом называются скетчами (sketch) и имеют расширение INO .
Давайте изучим первый скетч: File | Examples | 01.Basics | BareMinimum . Откроется окно с следующим кодом:
Void setup() { // put your setup code here, to run once: } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: }
Вам сейчас необходимо запомнить, что в программе должны быть две обязательные функции: setup() и loop() . После названия функции и круглых скобок идут фигурные скобки, внутри которых будет располагаться ваш код. Говорят, что между фигурными скобками располагается блок кода для функции или тело функции.
Функция setup() запускается один раз, после каждого включения питания или сброса платы Arduino. В теле данной функции пишется код для инициализации переменных, установки режима работы цифровых портов, и т.
д. В дальнейших примерах вы увидите этот механизм.
Функция loop() в бесконечном цикле последовательно раз за разом исполняет команды, которые описаны в её теле. Иными словами после завершения функции снова произойдёт её вызов.
Внутри функций размещены комментарии к коду, которые начинается с двойного слеша (//). Всё, что идёт после двойного слеша и до конца строки считается комментарием. Вы можете писать сюда что угодно, на программу это никак не повлияет. При написании своих программ советую не скупиться на комментарии и описывать, что выполняет ваша команда. Поверьте, очень многие новички, возвращаясь к своему коду, не могут вспомнить, что они запрограммировали. Комментарии можно размещать не только внутри функций, но и над ними.
Запоминать код и записывать его в тетрадочку не нужно. Когда вы будете создавать собственный скетч через File | New , то появится точно такой же код. И вы можете создавать свои проекты и сохранять их.
Как видите, рассмотренный нами пример является лишь шаблоном и ничего полезного не делает.
В следующем уроке мы уже научимся подключать плату и загружать в него программу.
Установка Android IDE под Windows 7
Для старых версий нужно установить драйвер самостоятельно. При первом подключении Windows самостоятельно попытается установить драйвер, хотя мы его и не просили. Самоуверенная Windows признается, что ей не удалось установить драйвер. Чтобы убедиться в этом, идём в Пуск→Панель управления→Система (а можно было просто нажать клавиши Win+Pause Break) и выбираем слева ссылку Диспетчер устройств . Там увидим, что напротив Arduino Uno стоит желтый предупреждающий значок.
Ничего страшного не произошло. Сейчас мы исправим ситуацию. Щёлкаем мышкой на данной записи и выбираем из контекстного меню пункт Обновить драйверы... . Далее выбираем опцию Выполнить поиск драйверов на этом компьютере , чтобы вручную указать местоположение драйверов. Сам драйвер ArduinoUNO.inf находится в подпапке Drivers той самой папки Arduino , о которой говорилось выше.
Теперь Windows сможет правильно установить драйвер и все будет тип-топ.
Общего назначения (могут являться как входами, так и выходами), кварцевый генератор на 16 МГц, два разъема: силовой и USB, разъем ISCP для внутрисхемного программирования и кнопку горячей перезагрузки устройства. Для стабильной работы плату необходимо подключить к питанию либо через встроенный USB Разъем, либо подключив разъем питания к источнику от 7 до 12В. Через переходник питания плата также может работать и от батареи формата Крона.
Основное отличие платы от предыдущих – для взаимодействия по USB Arduino Uno использует отдельный микроконтроллер ATmega8U2. Прошлые версии Arduino использовали для этого микросхему программатора FTDI.
Несложно догадаться, что благодаря своему итальянскому происхождению, слова “Arduino” и “Uno” взяты именно из этого языка. Компания назвалась “Arduino” в честь короля Италии 11 века Ардуина, а Уно переводится с итальянского как “первый”.
Размеры и габариты платы
Печатная плата Arduino Uno является Open-Hardware, поэтому все ее характеристики доступны в открытом доступе.
Длина и ширина платы составляют 69 мм x 53 мм.
Силовой и USB разъемы выступают за границы печатной платы на 2 мм.
Расстояние между выводами соответствует стандарту 2.54 мм, однако расстояние между 7 и 8 контактами составляет 4 мм.
Разъемы питания
Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.
Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.
На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:
- Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника.
Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора. - 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
- 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
- GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.
Характеристики памяти
Платформа Arduino Uno имеет на борту микроконтроллер ATmega328, который обладает Flash, SRAM и EEPROM памятью.
- FLASH – 32kB, из которых 0.5kB используется для хранения загрузчика
- SRAM (ОЗУ) – 2kB
- EEPROM – 1kB (доступна с помощью библиотеки EEPROM)
Контакты ввода-вывода и интерфейсы
Так как Arduino Uno обладает пятивольтовой логикой, то и значение будет находиться в диапазоне от 0 до 5 вольт, однако при помощи функции можно изменять верхний предел.
Последовательный UART интерфейс: контакты 0 (RX) и 1 (TX)
Данные выводы используются для обмена данными по . Контакт RX используется для получения данных, а контакт TX – для их отправки. Эти выводы подключены к соответствующим контактам последовательной шины схемы ATmega8U2 USB-to-TTL, выступающей в данном контексте в роли программатора.
Внешнее прерывание: контакты 2 и 3
Данные контакты могут конфигурироваться на вызов различных прерываний, когда программа останавливает выполнение основного кода и производит выполнение кода прерывания.
Вызов прерывания может быть задан по-разному:
- на младшем значении
- на переднем или заднем фронте
- при изменении значения
ШИМ: контакты 3, 5, 6, 9, 10, и 11
SPI интерфейс: контакты 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK)
I2C интерфейс: контакты 4 (SDA) и 5 (SCL)
При помощи данных контактов к Arduino можно подключать внешние цифровые устройства, умеющие общаться по . Для реализации интерфейса в среде Arduino IDE присутствует библиотека Wire.
Встроенный светодиод: контакт 13
Для проверки вашего кода по ходу его написания, самый удобный способ индикации – встроенный светодиод. Подав значение HIGH на 13 контакт, он загорается на плате красным цветом, тем самым показывая, что условие вашей программы выполнилось (или наоборот, что-то пошло не так). 13 контакт удобно использовать в коде программы для проверки ошибок и отладки.
Кстати, хотим заметить, что последовательно к 13-ому контакту подключен резистор на 220 Ом, поэтому не стоит использовать его для вывода питания ваших устройств.
Дополнительные контакты: AREF и RESET
Помимо всех вышеперечисленных, на платформе Uno имеется еще 2 дополнительных контакта.
Данный контакт отвечает за определение опорного напряжения аналоговых входов платформы. Используется только с функцией .
Данный контакт необходим для аппаратной перезагрузки микроконтроллера. При подаче сигнала низкого уровня (LOW) на контакт Reset, происходит перезагрузка устройства.
Данный контакт обычно соединен с аппаратной кнопкой перезагрузки, установленной на плате.
Связь с внешним миром
Для осуществления связи с внешними устройствами (компьютером и другими микроконтроллерами) на плате существует несколько дополнительных устройств.
На контактах 0 (RX) и 1 (TX) контроллер ATmega328 поддерживает UART – последовательный интерфейс передачи данных. ATmega8U2, выполняющий на плате роль программатора, транслирует этот интерфейс через USB, позволяя платформе общаться с компьютером через стандартный COM-порт.
Прошивка, установленная в контроллер ATmega8U2, имеет на борту стандартные драйверы USB-COM, поэтому для подключения не потребуется никаких дополнительных драйверов.
При помощи мониторинга последовательной шины, называемого , среда Arduino IDE посылает и получает данные от Arduino. При обмене данными на плате видно мигание светодиодов RX и TX. При использовании UART-интерфейса через контакты 0 и 1, светодиоды не мигают.
Плата может взаимодействовать по UART-интерфейсу не только через аппаратным, но и через программным способом. Для этого в среде Arduino IDE предусмотрена библиотека SoftwareSerial.
Также, на плате предусмотрены выводы основных интерфейсов взаимодействия с периферией: SPI и I2C (TWI).
Среда программирования Arduino IDE
Платформа Arduino Uno, как и все другие Arduino-совместимые платформы, программируется в среде Для работы с ней в настройках программы необходимо выбрать нужную платформу. Это можно сделать в верхнем меню -> Tools -> Boards -> Arduino UNO.
Выбор микроконтроллера зависит от того, какой стоит именно на вашей плате. Обычно это ATmega328.
Плата как правило поставляется уже прошитая необходимым загрузчиком и должна определяться системой в автоматическом режиме (за исключением плат на основе программатора Ch440G). Связь микроконтроллера с компьютером осуществляется стандартным протоколом STK500.
Помимо обычного подключения, на плате также размещен разъем ISCP для внутрисхемного программирования, позволяющий перезаписать загрузчик или загрузить прошивку в контроллер в обход стандартного программатора.
Обычно, в микроконтроллерах перед загрузкой кода предусмотрен вход платы в специальный режим загрузки, однако Arduino Uno избавлена от данного действия для упрощения загрузки в нее программ. Стандартно, перед загрузкой каждый микроконтроллер получает сигнал DTR (digital reset), но в данной плате вывод DTR подключен к микроконтроллеру ATmega8U2 через 100 нФ конденсатор и программатор сам управляет процессом загрузки новой прошивки в контроллер. Таким образом, загрузка прошивки происходит моментально после нажания кнопки Upload в среде Arduino IDE.
Эта функция имеет еще одно интересное применение. Каждый раз при подключении платформы к компьютеру с OC Windows, MacOS или Linux, происходит автоматическая перезагрузка платы и в следующие полсекунды на плате работает загрузчик. Таким образом, для избежания получения некорректных данных, во время загрузки прошивок происходит задержка первых нескольких байтов информации.
Arduino Uno поддерживает отключение автоматической перезагрузки. Для этого необходимо разорвать линию RESET-EN. Еще один способ отключения автоматической перезагрузки – подключение между линиями RESET-EN и линией питания 5V резистора номиналом 110 Ом.
Защита USB разъема от перенапряжения
Для защиты USB порта компьютера от обратных токов, короткого замыкания и сверхнагрузки, на платформе Arduino Uno встроен автоматический самовостанавливающийся предохранитель. При прохождении тока питания более 500 мА через USB порт, предохранитель автоматически срабатывает и размыкает цепь питания до тех пор, пока значения тока не вернуться к нормальным.
Данный документ разъясняет, как подключить плату Arduino к компьютеру и загрузить ваш первый скетч.
Необходимое железо — Arduino и USB-кабель
В этом руководстве предполагается, что вы используете Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila.
Вам потребуется также кабель стандарта USB (с разъемами типа USB-A и USB-B): такой, каким, к примеру, подключается USB-принтер. (Для Arduino Nano вам потребуется вместо этого кабель с разъемами А и мини-В).
Программа - среда разработки для Arduino
Найдите последнюю версию на странице скачивания .
После окончания загрузки распакуйте скачанный файл. Убедитесь, что не нарушена структура папок. Откройте папку двойным кликом на ней. В ней должны быть несколько файлов и подкаталогов.
Подсоедините плату
Arduino Uno, Mega, Duemilanove и Arduino Nano получают питание автоматически от любого USB-подключения к компьютеру или другому источнику питания. При использовании Arduino Diecimila убедитесь, что плата сконфигурирована для получения питания через USB-подключение.
Источник питания выбирается с помощью маленького пластикового джампера, надетого на два из трех штырьков между разъемами USB и питания. Проверьте, чтобы он был установлен на два штырька, ближайших к разъему USB.
Подсоедините плату Arduino к вашему компьютеру, используя USB-кабель. Должен загореться зеленый светодиод питания, помеченный PWR.
Установите драйвера
Установка драйверов для на Windows7, Vista или XP:
- Подключите вашу плату и подождите, пока Windows начнет процесс установки драйвера. Через некоторое время, несмотря на все её попытки, процесс закончится безрезультатно.
- Нажмите на кнопку ПУСК и откройте Панель управления.
- В панели управления перейдите на вкладку Система и безопасность (System and Security). Затем выберите Система. Когда откроется окно Система, выберите Диспетчер устройств (Device Manager).
- Обратите внимание на порты (COM и LPT). Вы увидите открытый порт под названием «Arduino UNO (COMxx)».
- Щелкните на названии «Arduino UNO (COMxx)» правой кнопкой мышки и выберите опцию «Обновить драйвер» (Update Driver Software).
- Кликните "Browse my computer for Driver software".
- Для завершения найдите и выберите файл драйвера для Uno - «ArduinoUNO.inf», расположенный в папке Drivers программного обеспечения для Arduino (не в подкаталоге «FTDI USB Drivers»).
- На этом Windows закончит установку драйвера.
Выберите ваш последовательный порт
Выберите устройство последовательной передачи платы Arduino из меню Tools | Serial Port. Вероятно, это будет COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно резервируются для аппаратных COM-портов). Чтобы найти нужный порт, вы можете отсоединить плату Arduino и повторно открыть меню; пункт, который исчез, и будет портом платы Arduino. Вновь подсоедините плату и выберите последовательный порт.
Загрузите скетч в Arduino
Теперь просто нажмите кнопку «Upload» в программе - среде разработки. Подождите несколько секунд - вы увидите мигание светодиодов RX и TX на плате. В случае успешной загрузки в строке состояния появится сообщение «Done uploading (Загрузка выполнена)».
(Замечание. Если у вас Arduino Mini, NG или другая плата, вам необходимо физически кнопкой подать команду reset непосредственно перед нажатием кнопки «Upload»).
Несколько секунд спустя после окончания загрузки вы увидите как светодиод вывода 13 (L) на плате начнет мигать оранжевым цветом. Поздравляю, если это так! Вы получили готовый к работе Arduino!
Которые имеют стандартизированное расположение всех выводов для микроконтроллеров, а также одинаковые габариты в границах одной модели продукта. Некоторые из них имеют дополнительные элементы, позволяющие осуществлять контроль напряжения подаваемого питания и USB, который благодаря своей универсальности может и подзаряжать плату, и использоваться для связи микроконтроллера с компьютером. Одной из наилучших вариаций семейства этих плат является модель Arduino UNO R3.
Общий вид платы
На фото можно увидеть как стандартные подписи, нанесённые при изготовлении самой платы, так и добавленные с помощью графического редактора.
Дело в том, что для работы в схемах используются все составляющие, но так как не все они были подписаны, пришлось исправить эту несправедливость. Теперь переходим к объяснению схематического рисунка, что за что отвечает на нём. Стоит хорошо рассмотреть Arduino UNO R3, схема этой платы представлена в многих книгах-пособиях, но для полноты статьи публикуется и здесь.
Ниже вся изображенная информация будет представлена в виде схематического рисунка, который весьма сильно отличается от визуального образа платы. Но такие отличия нисколько не влияют на качество работы с печатной платой, необходимо только понять принцип её работы, и вы увидите, что здесь ничего сложного нет.
Как МК и компьютер видят друг друга
Для корректного функционирования Arduino UNO R3 драйвер для него должен быть установлен на компьютере, что работает с платой. Выбор драйвера зависит от операционной системы. Существует отдельное ПО для Arduino UNO R3: драйвер Windows 7, Windows Vista и XP. То есть с помощью любой аппаратуры, на которую установлены эти операционные системы, можно работать с печатной платой.
Arduino UNO R3 совместим со всеми компьютерамы, выпущенными с нулевых.
Почти все видимые выводы соединены напрямую с микроконтроллером. Часть из них может быть как доступной для подключения, так и задействована во внутренней схеме. Вывод USB может использоваться для подачи питания напряжением 5 В, а также для обмена информацией с компьютером, который в таком случае распознаёт устройство как неодновременный последовательный порт.
Напряжение для работы платы
Рабочее напряжение составляет 5 В. Но вход для внешнего питания рассчитан на 7-12 В. Экспериментально было установлено, что для работы хватает минимального напряжения 6 В, а максимум, который плата может выдержать, - 20 В. Но лучше не отклоняться от рекомендованных параметров, чтобы не было нежелательных ситуаций, как-то выход из строя и ему подобные варианты, зависимые от подачи напряжения.
Система энергоснабжения устроена таким образом, что происходит автоматическое переключение с USB-порта на другой источник энергии, если последний подаёт больше 6,7 В.
Такие требования к предоставляемому напряжению для Arduino UNO R3, схема подключения и питания были разработаны для оптимальной работы платы.
Преимущества работы с различными напряжениями этим не ограничиваются. Плата Arduino UNO R3 может заставить работать МК и на более низком (3,3 В) напряжении, но только из-за того, что он сам функционирует на частоте 8 Гц. Плата же требует 16 Гц и, соответственно, большего напряжения.
Краткая информация о выводах
Они на плате двух типов: аналоговые и цифровые. Цифровые обозначаются буквой D (0-13), и их насчитывают 14 штук. Тогда как аналоговых шесть, и обозначаются они буквой А (0-5). Общая нумерация начинается с D, и 15-й вывод нумеруется А0, 16-й пронумерован как А1. Цифровой вывод можно использовать в качестве как входа, так и выхода, тогда как аналоговый допустимо примениять только в качестве входа.
Для чего предназначены выводы?
IOREF выдаёт необходимое для работы напряжение - 5 В.
D0 и D2 используются для обмена данными с помощью асинхронного последовательного порта.
Они подключены к USB-контролеру. Но при этом следует быть осторожным, ведь их нельзя напрямую подключить к порту RS. Для подключения необходимо произвести преобразование, которое силами этих выводов не осуществляется. Информация по подключению Arduino UNO R3 (инструкция) находится в конце статьи.
Также вывод D2 или D3 можно использовать, чтобы вызвать внешнее прерывание.
D3, D5, D6, D9, D10 и D11 благодаря тому, что они связаны со счетчиками на самом микроконтроллере, используются для сигнала широтно-импульсной модуляции, а также как счетчики для внешних импульсов.
D10-D13 необходимы, чтобы МК мог работать с посторонними устройствами посредством протокола SPI. Если микроконтроллер является ведомым в конструкции, то используется D10.
Возможности ввода-вывода
Благодаря аналоговым входам можно измерить напряжение подаваемого сигнала. С их помощью реально смастерить даже осциллограф, который, правда, будет ограничен возможностями процессора. Цифровые выводы способны как генерировать сигнал, так и принимать его.
Могут они работать и с ШИМ-сигналами, поэтому их используют для управления двигателем или устройством генерирования звука. Также их используют для «общения» с другими устройствами вроде однопроводной шины, асинхронного последовательного порта, SPI, I2C. Благодаря конструктивным особенностям подключение I2C и SPI возможно даже на одну шину.
Для обмена какого типа данных и в каких случаях используются различные выводы?
Аналоговые устройства используются для обмена данными с сенсорами различного типа. Почти все виды сенсоров при работе подключаются именно через них.
С помощью SPI цифровые устройства могут работать в тех случаях, когда необходима высокая скорость передачи всех данных. Такой обмен используется при работе с сетями Ethernet, Wi-Fi.
Техника безопасности при подаче тока
Для избегания ситуации, когда плата выходит из строя, необходимо знать особенности работы техники, в том числе и максимальную нагрузку, которую можно давать на отдельный вывод, группу выводов и сам МК.
Максимальные значения напряжений составляют:
- На одном выводе микроконтроллера ток должен иметь напряжение не больше 40 мА.
- На одной группе выводов текущий ток не должен превысить отметку 100 мА. Самих групп выводов три.
- Одновременный ток на микроконтроллере не должен превысить отметку 200 мА.
Инструкция по настройке
Прежде чем работать с самой платой, её необходимо подготовить. Условно можно выделить такие этапы подготовки: покупка кабеля для связи между МК и компьютером, подготовка необходимого софта для работы, установка драйверов и запуск ПО с последующей его настройкой. Общая последовательность действий будет выглядеть таким образом:
Вы стали счастливым обладателем платы Arduino. Что же делать дальше? А дальше нужно подружить Arduino с компьютером. Мы рассмотрим начало работы с Arduino Uno в операционной системе Windows.
1. Установка Arduino IDE
Для начала нужно установить на компьютер интегрированную среду разработки Arduino - Arduino IDE.
Установка Arduino IDE с помощью инсталлятора избавит вас от большинства потенциальных проблем с драйверами и программным окружением.
2. Запуск Arduino IDE
После того как вы загрузили и установили Arduino IDE, давайте запустим её!
Перед нами окно Arduino IDE. Обратите внимание - мы ещё не подключали нашу плату Arduino Uno к компьютеру, а в правом нижнем углу уже красуется надпись «Arduino Uno on COM1». Таким образом Arduino IDE сообщает нам, что в данный момент она настроена на работу с целевой платой Arduino Uno. А когда придёт время, Arduino IDE будет искать Arduino Uno на порту COM1.
Позже мы поменяем эти настройки.
Что-то пошло не так?
Arduino IDE не запускается? Вероятно на компьютере некорректно установлена JRE (Java Runtime Environment). Обратитесь к пункту (1) для переустановки Arduino IDE: инсталлятор сделает всю работу по развёртыванию JRE.
3. Подключение Arduino к компьютеру
После установки Arduino IDE пришло время подключить Arduino Uno к компьютеру.
Соедините Arduino Uno с компьютером через USB-кабель. Вы увидите, как на плате загорится светодиод «ON», и начнёт мигать светодиод «L». Это означает, что на плату подано питание, и микроконтроллер Arduino Uno начал выполнять прошитую на заводе программу «Blink» (мигание светодиодом).
Чтобы настроить Arduino IDE на работу с Arduino Uno, нам необходимо узнать, какой номер COM-порта присвоил компьютер Arduino Uno. Для этого нужно зайти в «Диспетчер устройств» Windows и раскрыть вкладку «Порты (COM и LPT)». Мы должны увидеть следующую картину:
Это означает, что операционная система распознала нашу плату Arduino Uno как COM-порт, подобрала для неё правильный драйвер и назначила этому COM-порту номер 7. Если мы подключим к компьютеру другую плату Arduino, то операционная система назначит ей другой номер. Поэтому, если у вас несколько плат Arduino, очень важно не запутаться в номерах COM-портов.
Что-то пошло не так?
4. Настройка Arduino IDE на работу с Arduino Uno
Теперь нам необходимо сообщить Arduino IDE, что плата, с которой ей предстоит общаться, находится на COM-порту «COM7».
Для этого переходим в меню «Сервис» → «Последовательный порт» и выбираем порт «COM7». Теперь Arduino IDE знает - что-то находится на порту «COM7». И с этим «чем-то» ей вскоре предстоит общаться.
Чтобы у Arduino IDE не осталось никаких сомнений, необходимо прямо указать: «Мы будем использовать Arduino Uno!». Для этого переходим в меню «Сервис» → «Плата» и выбираем нашу «Arduino Uno».
Что-то пошло не так?
Список последовательных портов пуст? Значит Arduino Uno некорректно подключена. Вернитесь к пункту (3), чтобы отладить соединение.
Arduino IDE невероятно тормозит при навигации по меню? Отключите в диспетчере устройств все внешние устройства типа «Bluetooth Serial». Например, виртуальное устройство для соединения с мобильным телефоном по Bluetooth может вызвать такое поведение.
Среда настроена, плата подключена. Теперь можно переходить к загрузке скетча.
Arduino IDE содержит очень много готовых примеров, в которых можно быстро подсмотреть решение какой-либо задачи.
Есть в ней и простой пример «Blink». Давайте выберем его.
Немного модифицируем код, чтобы увидеть разницу с заводским миганием светодиода.
Вместо строчки:
Delay(1000 ) ;
Delay(100 ) ;
Полная версия кода:
/* Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. This example code is in the public domain. */ // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards. // give it a name: int led = 13 ; // the setup routine runs once when you press reset: void setup() { // initialize the digital pin as an output. pinMode(led, OUTPUT) ; } // the loop routine runs over and over again forever: void loop() { digitalWrite(led, HIGH) ; // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(100 ) ; // wait for a second digitalWrite(led, LOW) ; // turn the LED off by making the voltage LOW delay(100 ) ; // wait for a second }Теперь светодиод «L» должен загораться и гаснуть на десятую часть секунды. То есть в 10 раз быстрее, чем в заводской версии.
Загрузим наш скетч в Arduino Uno и проверим, так ли это? После загрузки светодиод начнёт мигать быстрее. Это значит, что всё получилось. Теперь можно смело переходить к «Экспериментам »
Что-то пошло не так?
В результате загрузки появляется ошибка вида avrdude: stk500_get sync(): not in sync: resp = 0x00 ? Это значит, что Arduino настроена некорректно. Вернитесь к предыдущим пунктам, чтобы убедиться в том, что устройство было распознано операционной системой и в Arduino IDE установлены правильные настройки для COM-порта и модели платы.
Как подключить Arduino к компьютеру
Arduino5 месяцев назад
от Kashif
Если вы читаете это, то, скорее всего, вы купили Arduino и теперь ищете руководство о том, как подключить Arduino к ПК. В этой статье будут описаны все шаги, необходимые для интеграции Arduino с ноутбуком или ПК. Но сначала давайте кратко разберемся с основами Arduino:
Что такое Arduino?
Если вы новичок в Arduino, то вот краткое введение в Arduino.
Arduino — это платформа с открытым исходным кодом, которая разрабатывает множество продуктов, поэтому мы можем легко интегрировать наше оборудование с программным обеспечением. Он разработан, чтобы позволить новым пользователям понимать языки программирования и позволить им общаться с электронными устройствами.
Как подключить Arduino к компьютеру
Теперь мы посмотрим, как мы можем подключить нашу плату Arduino к ПК. В этом уроке мы рассмотрим установку программного обеспечения и первую настройку Arduino.
Все, что вам нужно, это:
- Плата Arduino Uno
- Кабель USB B
- Windows 10/8/7/XP, macOS или ОС Linux
- Arduino IDE (программное обеспечение для компиляции нашей программы Arduino)
Настройка Arduino
Сначала мы настроим наше оборудование, а затем перейдем к части установки программного обеспечения.
Шаг 1: Подготовьте все свое оборудование. Теперь подключите узкий конец кабеля USB B к Arduino, а другой конец кабеля — к порту USB вашего ПК.
Этот кабель USB B поможет нам загрузить нашу программу с ПК на плату Arduino:
Шаг 2: Как только вы подключите плату Arduino, светодиод начнет мигать, что указывает на то, что ваша плата Arduino подключена к ПК.
Шаг 3: Теперь мы установим драйверы, необходимые для последовательной связи между Arduino и ПК.
Если вы используете последнюю версию Windows, то в большинстве случаев она автоматически установит для вас драйверы Arduino. Если это не работает, вот альтернативный способ сделать это вручную.
Шаг 4: Нажмите клавишу Window с помощью клавиатуры и введите « Диспетчер устройств » в строке поиска, затем нажмите Enter:
Шаг 5: Откроется новое окно со всеми драйверами, установленными на ваш ПК. Теперь найдите свое устройство в портах (COM и LPT). Как вы можете видеть, мой компьютер уже настроил устройство для меня, Arduino появляется на порту COM6 в моем случае:
Шаг 6: Щелкните правой кнопкой мыши порт COM6 и выберите «Обновить драйверы».
нужно найти, на каком порту работает Arduino, выбрать этот порт и нажать «Обновить драйвер» . Появится новое окно, затем нажмите «Автоматический поиск» . Теперь Windows установит необходимые драйверы для Arduino.
Советы: Если вы относитесь к тому типу пользователей, которые часто меняют порты, используемые для устройств, возможно, однажды ваш Arduino будет работать через COM6, а на днях через COM4/5, всегда полезно проверить перед этим. загрузите свой код и обновите драйвер, если это необходимо.
Руководство по установке Arduino IDE
Мы можем скачать Arduino IDE с их официального сайта. Arduino запустил IDE для нескольких операционных систем. В нашем случае мы продолжим с ОС Windows:
Конфигурация Arduino IDE
На этом мы закончили настройку Arduino, так как порт COM6 теперь работает с Arduino, затем нам нужно настроить Arduino ide.
После установки IDE на ПК загрузите программу и выполните следующие действия для настройки IDE.
Шаг 1: После загрузки программы перейдите к Tools>Board>Arduino Uno .
Здесь вы найдете все доступные платы Arduino, выберите ту, которую вы используете, в моем случае мы выберем Arduino Uno.
Шаг 2: Далее мы должны сообщить IDE, какой порт используется Arduino. Перейдите к Инструменты>Порт>COM6 (Arduino UNO).
Ранее мы устанавливали Arduino на порт COM6, поэтому здесь вы должны выбрать тот же порт. Если вы забыли порт, перейдите в диспетчер устройств и сначала подтвердите его.
Загрузка скетча
Теперь напишите и загрузите скетч:
Шаг 1: Теперь мы загрузим базовую встроенную программу, чтобы протестировать нашу полную установку. Направляйтесь к Файл>Примеры>01.Основы>Blink .
Шаг 2: После того, как вы загрузили программу Blink, теперь убедитесь, что программа после завершения покажет «Done Compiling» после загрузки вашей программы в Arduino, она покажет «Done Uploading» после успешного завершения.
Если вы загрузили свою программу, вы увидите, что светодиод на выводе 13 начнет мигать.
Вы только что загрузили свою первую программу на доску.
Заключение
Вот и все, начиная с первой настройки Arduino. Ардуино — очень мощный инструмент. Мы только что завершили нашу первую программу мигания светодиодов. В будущем вы сможете писать сложные программы и интегрировать различное оборудование, такое как датчики, измерительные инструменты, и разрабатывать с его помощью различные проекты. Arduino поможет вам в создании новых навыков и написании различных программ.
Об авторе
Кашиф
Я инженер-электрик. Я люблю писать об электронике. Мне нравится писать и делиться новыми идеями, связанными с новыми технологиями в области электроники.
Посмотреть все сообщения
УНО R3 | Документация Arduino
Arduino UNO — плата микроконтроллера на базе ATmega328P . Он имеет 14 цифровых входных/выходных контактов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, керамический резонатор 16 МГц, USB-соединение, разъем питания, разъем ICSP и кнопку сброса.
Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу. Вы можете возиться со своим UNO, не слишком беспокоясь о том, что сделаете что-то не так, в худшем случае вы можете заменить чип за несколько долларов и начать все сначала.
Сменный чип
ATmega328P легко заменяется, так как он не припаян к плате.
EEPROM
ATmega328P также имеет 1 КБ EEPROM, память, которая не стирается при выключении питания.
Документация
Разъем для подключения батареи
Плата Arduino UNO имеет штекерный разъем, который прекрасно работает со стандартной батареей 9 В.
Здесь вы найдете технические характеристики Arduino UNO R3.
| Name | Arduino UNO R3 | |
|---|---|---|
| SKU | A000066 | |
| ATmega328P | ||
| USB-B | ||
| Built-in LED Pin | 13 | |
| Digital I/ O Pins | 14 | |
| Analog input pins | 6 | |
| PWM pins | 6 | |
| UART | Yes | |
| I2C | Yes | |
| SPI | Yes | |
| I/O Voltage | 5V | |
| Input voltage (nominal) | 7-12V | |
| DC Current per I/O Pin | 20 MA | |
| Разъем питания | Баррель. 0188 ATmega328P | 2KB SRAM, 32KB FLASH, 1KB EEPROM |
| Weight | 25 g | |
| Width | 53.4 mm | |
| Length | 68.6 mm | |
Software & Cloud
Следующие программные инструменты позволяют программировать доску как в режиме онлайн, так и в автономном режиме.
Arduino IDEArduino CLIWeb Editor
Оборудование
Перечисленное ниже оборудование совместимо с данным продуктом.
экраны
4 экрана реле
Motor Shield Rev3
Первые шаги
Краткое руководствоВсе, что вам нужно знать, чтобы начать работу с новой платой Arduino.
Предлагаемые библиотеки
WireЭта библиотека позволяет вам взаимодействовать с устройствами I2C/TWI.
SPI Библиотека SPI позволяет вам взаимодействовать с устройствами SPI, используя Arduino в качестве контроллера.
Библиотека Servo позволяет плате Arduino управлять радиоуправляемыми серводвигателями.
Основы Arduino
Встроенные примерыВстроенные примеры — это скетчи, включенные в среду разработки Arduino IDE и демонстрирующие все основные команды Arduino.
LearnОткройте для себя интересные статьи, принципы и методы, связанные с экосистемой Arduino. Справочник по языку
Язык программирования Arduinoможно разделить на три основные части: функции, значения (переменные и константы) и структура.
Аналоговый вход
Используйте потенциометр для управления миганием светодиода.
Аналоговый
Вход
Светодиод
LDR
Потенциометр
Аналоговый считываемый серийный номер
Считайте показания потенциометра, распечатайте его состояние в Arduino Serial Monitor.
Основы
Аналоговый
Вход
Потенциометр
Включение и выключение светодиода каждую секунду.
Видео-курс
